Na lua gelada de Júpiter, Europa, erupções poderosas podem ser lançadas no espaço, levantando questões entre astrobiólogos esperançosos na Terra:O que explodiria de plumas de quilômetros de altura? Eles podem conter sinais de vida extraterrestre? E de onde se originariam na Europa? Uma nova explicação agora aponta para uma fonte mais próxima da superfície congelada do que se poderia esperar.

Em vez de se originar das profundezas dos oceanos de Europa, algumas erupções podem se originar de bolsas de água embutidas na própria casca de gelo, de acordo com novas evidências de pesquisadores da Universidade de Stanford, a Universidade do Arizona, a Universidade do Texas e o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.

Usando imagens coletadas pela espaçonave Galileo da NASA, os pesquisadores desenvolveram um modelo para explicar como uma combinação de congelamento e pressurização pode levar a uma erupção criovulcânica, ou uma explosão de água. Os resultados, publicado em 10 de novembro em Cartas de pesquisa geofísica , têm implicações para a habitabilidade do oceano subjacente de Europa - e podem explicar erupções em outros corpos gelados do sistema solar.

Precursores da vida?

Os cientistas especularam que o vasto oceano escondido sob a crosta gelada de Europa poderia conter os elementos necessários para sustentar a vida. Mas, exceto enviar um submersível para a lua para explorar, é difícil saber com certeza. Essa é uma das razões pelas quais as plumas de Europa atraíram tanto interesse:se as erupções vêm do subsolo do oceano, os elementos poderiam ser detectados mais facilmente por uma espaçonave como a planejada para a próxima missão Europa Clipper da NASA.

Mas se as plumas se originam na concha de gelo da lua, eles podem ser menos hospitaleiros para a vida, porque é mais difícil sustentar a energia química para alimentar a vida ali. Nesse caso, as chances de detectar habitabilidade do espaço são reduzidas.

"Entender de onde vêm essas nuvens de água é muito importante para saber se os futuros exploradores da Europa poderiam ter a chance de realmente detectar a vida do espaço sem sondar o oceano de Europa, "disse o autor principal Gregor Steinbrügge, um pesquisador de pós-doutorado na Escola da Terra de Stanford, Energia e Ciências Ambientais (Stanford Earth).

Os pesquisadores concentraram suas análises em Manannán, uma cratera de 18 milhas de largura na Europa que foi criada por um impacto com outro objeto celestial algumas dezenas de milhões de anos atrás. Raciocinando que tal colisão teria gerado uma quantidade enorme de calor, eles modelaram como o derretimento e o subsequente congelamento de uma bolsa de água dentro da casca gelada podem ter causado a erupção da água.

"O cometa ou asteróide atingindo a camada de gelo foi basicamente um grande experimento que estamos usando para construir hipóteses para testar, "disse o co-autor Don Blankenship, cientista pesquisador sênior do Instituto de Geofísica da Universidade do Texas (UTIG) e investigador principal do instrumento Radar para Avaliação e Sondagem Europa:Oceano à Superfície (REASON) que voará no Europa Clipper. "A equipe de ciências polares e planetárias da UTIG se dedica atualmente a avaliar a capacidade deste instrumento de testar essas hipóteses."

O modelo indica que, à medida que a água de Europa se transformava em gelo durante os estágios posteriores do impacto, bolsões de água com salinidade aumentada podem ser criados na superfície da lua. Além disso, esses bolsões de água salgada podem migrar lateralmente através da casca de gelo de Europa, derretendo regiões adjacentes de gelo menos salobro, e, conseqüentemente, tornar-se ainda mais salgado no processo.

"Desenvolvemos uma maneira de uma bolsa de água se mover lateralmente - e isso é muito importante, "Steinbrügge disse." Ele pode se mover ao longo de gradientes térmicos, de frio a quente, e não apenas na direção para baixo como puxado pela gravidade. "

Um motorista salgado

O modelo prevê que quando um bolsão de salmoura em migração atingiu o centro da cratera de Manannán, ficou preso e começou a congelar, gerando pressão que acabou resultando em uma pluma, estimado em mais de um quilômetro de altura. A erupção desta pluma deixou uma marca distintiva:uma forma em forma de aranha na superfície de Europa que foi observada por imagens de Galileu e incorporada ao modelo dos pesquisadores.

"Mesmo que as plumas geradas pela migração de bolsões de salmoura não forneçam uma visão direta do oceano de Europa, nossas descobertas sugerem que a própria camada de gelo de Europa é muito dinâmica, "disse a co-autora Joana Voigt, um assistente de pesquisa de pós-graduação na Universidade do Arizona, Tucson.

O tamanho relativamente pequeno da pluma que se formaria em Manannán indica que as crateras de impacto provavelmente não podem explicar a origem de outras, plumas maiores na Europa que foram hipotetizadas com base nos dados do Hubble e Galileo, dizem os pesquisadores. Mas o processo modelado para a erupção do Manannán pode acontecer em outros corpos gelados - mesmo sem um evento de impacto.

"A migração de bolsões de salmoura não é aplicável exclusivamente às crateras Europan, "Disse Voigt." Em vez disso, o mecanismo pode fornecer explicações sobre outros corpos gelados onde existem gradientes térmicos. "

O estudo também fornece estimativas de quão salgada a superfície congelada e o oceano de Europa podem ser, o que, por sua vez, pode afetar a transparência de sua casca de gelo para as ondas do radar. Os cálculos, com base em imagens do Galileo de 1995 a 1997, mostram que o oceano de Europa pode ser cerca de um quinto mais salgado que o oceano da Terra - um fator que aumentará a capacidade do sonda de radar da missão Europa Clipper de coletar dados de seu interior.

As descobertas podem ser desanimadoras para os astrobiólogos, esperando que as plumas em erupção de Europa possam conter pistas sobre a capacidade do oceano interno de sustentar vida, dada a implicação de que as plumas não precisam se conectar ao oceano de Europa. Contudo, o novo modelo oferece insights sobre como desembaraçar as complexas características da superfície de Europa, que estão sujeitos a processos hidrológicos, a atração da gravidade de Júpiter e as forças tectônicas ocultas dentro da lua gelada.

"Isso torna o subsolo raso - a própria casca de gelo - um lugar muito mais emocionante para se pensar, "disse o co-autor Dustin Schroeder, professor assistente de geofísica em Stanford. "Isso abre uma nova maneira de pensar sobre o que está acontecendo com a água perto da superfície."